Nová pozorování „nejzáhadnější hvězdy v galaxii“

Nová data o Boyajian's Star ukazují, že prach - ne mimozemská megastruktura - je pravděpodobně příčinou tajemného chování této hvězdy.

Po letech spekulací astronomové oznámili pozorování tajemné KIC 8462852, známé také jako Boyajianova hvězda. Hovoří se dokonce o hvězdě „mimozemská megastruktura“, ale nová měření ukazují definitivně jednu věc: neexistuje žádná mimozemská megastruktura. Místo toho je kosmický prach pravděpodobně viníkem podivného chování této hvězdy. Stále však zůstává mnoho otázek o tom, jak a proč tato hvězda stmívá.

Na tomto obrázku je znázorněn nerovnoměrný kruh prachu obíhající KIC 8462852, známý také jako Boyajianova hvězda nebo Tabbyova hvězda.
NASA / JPL-Caltech

Proč je Boyajianova hvězda tak záhadná?

V roce 2016 Tabetha Boyajian (Louisianská státní univerzita) a spolupracovníci, včetně občanských vědců na webu Planet Hunters, ohlásili objev „nejzáhadnější hvězdy v galaxii.“ Boyajianova hvězda vykazovala spoustu podivného chování: V údajích shromážděných Keplerovou družicí jas hvězdy vypadal, že klesá způsoby, které nebyly snadno vysvětlitelné. Některé poklesy snížily jas hvězd až o 22% na několik dní najednou a nebyly periodické ani symetrické.

Objev objevil nával vyšetřování hvězdy. Vědci, kteří procházeli astronomickými archivy, zjistili, že Boyajianova hvězda ztlumila mnohem delší časové osy a během minulého století pomalu mizela.

Přesto i přes své podivné chování vypadala samotná hvězda pozoruhodně obyčejně. Bylo to o něco hmotnější než Slunce, o něco mladší, ale hvězda nevykazovala žádné další infračervené záření, které by se dalo očekávat, kdyby hostovalo velký disk nebo planety suti. Spektrum také neukazovalo žádné podivné spektrální čáry, které by naznačovaly, že se hmota hromadí na hvězdu (nebo z ní bude vypuzována).

Boyajian a spolupracovníci proto navrhli nepravděpodobný, ale ne nemožný scénář: že něco koplo velké množství prachu, potenciálně z rojů komet, na oběžnou dráhu kolem hvězdy. Další astronomové navrhli, že mezihvězdný prach zakrývá náš pohled na Boyajianovu hvězdu, zatímco jiní navrhují, že hvězda nedávno pohltila planetu. Někteří astronomové dokonce navrhli, že samotná hvězda by se mohla chovat špatně.

Jedna věc byla jasná: bylo zapotřebí více údajů. Keplerův neustálý pohled sbíhal neuvěřitelně detailní pozorování hvězdy během čtyř let, ale hlavní mise kosmické lodi skončila v roce 2013, ještě předtím, než byl objev objeven. Pozemní pozorování od doby, kdy Kepler zahlédl hvězdu pouze na dobré chování. Navíc, poklesy, které Kepler zachytil, poskytovaly omezené informace, protože byly pozorovány pouze v jednom vlnovém pásmu.

To, co astronomové skutečně potřebovali, byla nepřetržitá pozorování.

Kickstarting Astronomy

Boyajian se tedy vydal na první astronomii: crowdfundingová pozorování hvězdy. Kampaň Kickstarter využila k zajištění financování pozorování pomocí observatoře Las Cumbres Observatory (LCO), sítě robotických dalekohledů po celém světě. LCO mohla monitorovat hvězdu 24/7 a poskytovat veškerá data potřebná k zachycení prchavých poklesů hvězdy a k vyvolání následných pozorování.

Tabetha Boyajian (centrum) a její studenti a výzkumní pracovníci. Zleva doprava: Robert Parks, vysokoškolský student Rory Bentley, odborný asistent Tabetha Boyajian, PhD kandidát Tyler Ellis, undergrad Katie Nugent, profesor Geoff Clayton a postgraduální student Emily Safron.
Louisianská státní univerzita

Síť začala pozorovat hvězdu v březnu 2017 a v květnu 2017 tým chytil první ponoření nové kampaně. Pokles byl přezdíván „Ellsie“ (hra na LC, která by mohla znamenat „světelnou křivku“ nebo „Las Cumbres“), a byl relativně malý, s pouhými asi 1% hvězdného světla zakryté. Síť dalekohledu pozorovala další tři poklesy, z nichž každá byla oddělena několika týdny, dokud kampaň neskončila v srpnu 2017. Když začal pokles, Boyajian upozornil astronomickou komunitu, což vedlo k přeletu dat napříč spektrem. Desítky týmů zabezpečily data na viditelných, infračervených a dokonce i rádiových vlnových délkách. Jiní vzali podrobná spektra a změřili polarizované světlo hvězd.

Co říkají nová data

Jeden z mnoha robotických dalekohledů z observatoře Las Cumbres pozoroval Boyajianovu hvězdu.
Louisanská státní univerzita

Analýza nových pozorování se objeví v Astrophysical Journal Letters (plný text je k dispozici zde).

Zejména údaje naznačují, že hvězda na všech vlnových délkách neztlumila stejný způsob. Modré světlo bylo o něco tmavší než červenější vlnové délky, což naznačuje, že stmívání musí být způsobeno materiálem, který není pevný. To zasáhlo nepravděpodobnou představu, že by kolem hvězdy mohly být „megastruktury“, které by kolem hvězdy tvořily kouli Dyson (nebo roj). Infračervený výstup hvězdy se také během ponoru nezměnil, což je další útok proti této myšlence.

Skutečnost, že více modrého světla je blokováno nebo rozptýleno, naznačuje, že viník je prach. Abychom vyhověli pozorováním, musí být prachová zrna docela malá, asi 1000krát menší než nejmenší zrna písku. Tato velikost nám říká, že prach je pravděpodobně kruhový, protože zrna mezihvězdného prachu bývají ještě menší.

Hvězdy samy snadno narušují malá prachová zrna v okolí. Světlo hvězdy vyvíjí tlak, který může srazit zrna kolem, foukat prach z orbity. Takže prach je pravděpodobně krátkodobý - jak se tam dostal, je další tajemství, které tým doufá vyřešit.

Jedním možným vysvětlením je, že roj komet, asteroidů nebo zaprášený planetesimal by mohl generovat prach. Tento prach mohl krátce ztlumit světlo hvězdy před tím, než byl vypuštěn na větší vzdálenosti, kde by mohl postupně ztlumovat hvězdu v mnohem delších časových intervalech.

Ještě jednou může být vše, co je potřeba k odhalení záhad prachu. Ve svém příspěvku za rok 2016 Boyajian a jeho kolegové předpovídali, že další poklesy začnou v květnu 2017, a měli pravdu. Pokud je tento signál skutečně periodický, měl by se opakovat znovu v červnu 2019. Jakákoli periodicita by pomohla dále vysvětlit zdroj prachu a jeho interakci se světlem hvězdy.

Roky po svém identifikaci občanským vědcem je Boyajianova hvězda zdrojem zázraků pro veřejnost i astronomy. Tabby a její tým vedli první úspěšnou kampaň crowdfundingu po dobu dalekohledu a odvedla úžasnou práci, aby informovala své příznivce. (Úplné zveřejnění: Jsem jedním z jejích příznivců Kickstarteru). Zatímco současná pozorování vylučují nadšené titulky mimozemšťanů, podtrhuje jedinečnost tohoto objektu a potřebu dalších pozorování pro nadcházející roky.